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A—Level计算机科学课程教学实践

2018-12-18王璐王思思

中小学信息技术教育 2018年11期
关键词:计算机科学高三技能

王璐 王思思

中国人民大学附属中学(以下简称人大附中)于2004年率先引进英国国际高中课程(General Certificate of Education Advanced Level,简称A-Level),采用剑桥大学国际考试委员会(Cambridge International Examinations,简称CIE[1])体系,开启在高中阶段开展中外合作办学项目的探索;于2010年引入美国大学先修课程(Advanced Placement Program,简称AP[2]),拓展和丰富了我校国际课程;于2012年获得国际文凭组织的授权和北京市教委的支持,成为北京市公立高中第一个开设国际文凭高中课程(International Baccalaureate Diploma Programme,简称IBDP[3])并招收中国学生的IB学校。根据各国际课程项目特点和学生需要,人大附中国际课程中心陆续在不同学科上开设了不同层次的课程。随着各项目课程大纲的演变,信息技术学科课程也在逐步转型,其中经历的几次变革如表1所示。

自A-Level、AP和IB等项目建立之初,人大附中就开始陆续为三个项目的高一年级学生开设信息通信技术(Information and Communication Technology,简称ICT)课程,作为获得高中学位的必修课程之一,同时为A-Level高二和高三年级学生开设应用信息通信技术(Applied ICT)课程。从2013年起,我校根据现实需要,统一将高一课程调整为计算机学习;2014年,将A-Level高二和高三课程调整为计算机信息处理技术学;2015年,根据英国项目课程体系的整体安排,计算机相关课程大纲统一调整为计算机科学,我校也率先针对A-Level高二和高三学生做了相应调整。该项目课程教学目标[4]为:以学习计算和计算思维的基本原理与实践及其在计算机系统设计与开发方面的应用。旨在通过学习计算机代码进行程序设计的过程来发展计算机思维,深入了解如何利用计算机解决问题的主要原则,深入了解每个计算机系统都是由子系统组成而每个子系统由进一步的子系统组成,深入了解计算机系统的组成部分,以及它们如何与软件、数据、硬件、通信还有人们之间的相互关联,获得通过这些认知来制定基于计算机的解决方案所必要的技能。

时至今日,信息技术类课程名称已趋向统一于计算机科学课程,其核心知识与技能体系也确实有相通之处,但它们在培养目标、内容提纲、评估设置等方面还是各具特色的。其中,IGCSE课程(International General Certificate of Secondary Education,简称IGCSE)的开设是为学生们奠定本学科的学习基础,同时与普高信息技术会考一脉相承。进入高二与高三年级后,A-Level项目侧重对学科知识与技能的扎实掌握;在此基础上,IB项目还关注综合素质的贯通,因而也有EE(Extended Essay,即拓展论文)以及CAS(Creatity/Activity/Service,即创造力、行动和服务)等活动环节;AP则是对计算机程序设计板块有更高的要求。自2014年起,每年选择计算机类课程作为主修的学生数目都有所增多,这与当下的计算机科学和信息技术自身的发展趋势也相契合。

在国际课程计算机科学教学中,我们注重以表1中的教学理念作为指导思想,包括高效课堂[5][6]与深度学习[7]、ALT学习取向[8]以及STEAM教育[9]融合等,其中后两者的组成要素如表2所示。希望学生可以更加自主地参与或融入课堂教学中来,进而达成相应的课程计划与教学目标。在ALT方面,针对不同的取向,安排有相应的活动环节来促进其技能的培养。在融合STEAM的教学中,有时是思想意识的渗透,有时则是设置具体的项目实践,来帮助学生综合素质的发展。

A-Level计算机科学课程分层设计

由于A-Level项目计算机科学课程的教学内容从高一到高三逐年增多、难度逐年上升,教学也在逐步关注学生的知识增长、技能培养以及综合素养的提升。笔者就从各年级教学中分别选取两个典型活动作简要介绍。每个年级的活动都不是凭空设计的,都是在指导思想的基础上,严格遵循教学目标与课程大纲,把知识与技能转化为模块要素渗透到活动环节里,让教学更生动有趣。

1.高一年级

“精华集市”:由学生选择自己认为最难掌握或最感兴趣的一个知识点,做深入探究,并用海报形式将其呈现。然后分享给同伴们,获得最高“涨姿势”认可率的小组将最终胜出。

“智能畅享”:由学生设计一款智能产品,并将其绘制在大纸面上,再通过产品宣介将其推荐给同伴们,产品获得最多购买意向的小组将最终胜出。

2.高二年级

“随我舞动”:首先,由一名学生代表及若干观众一起观看一段舞蹈视频,然后借助自上而下(Top-down)和步进式(Step-wise)的软件设计方法,只能通过语言来向目标舞者描述这段舞蹈。再由目标舞者凭借获取的语言信息,将舞蹈表演重现。最后,通过计算机程序语言工具来实现这段舞蹈的流程;不同组别对应不同舞蹈视频。

“項目初探”:学生已初步学习程序设计与算法,这时可以由学生自主命题,或从教师建议中选取题目,进而将其完整实现,包括项目文书与源代码,对系统界面暂不要求。

3.高三年级

“专题精讲”:有两种不同形式,分别是“特聘专家”及“拨云见日”。前者是由学生抽取一个暂未学过的候选主题,对其充分调研,然后以“专家+讲师”身份,向同伴们传授,并接受提问予以解答;后者是针对教材或试卷中的疑难问题,并不去翻看答案,而是展开彻底的讨论与辩论,直到达成共识,再去核对答案,可能对了也可能错了,直到合理有效地掌握了这道题目及其相关知识点为止。

“项目进阶”:学生已进一步学习程序设计与算法,可以继续高二年级的项目扩展,或是重新选题,继续将其完整实现,对系统界面有较高要求。

A-Level计算机科学课程学生课后主题活动

鼓励学生组建自己的可持续发展的社团,即便只有一届,也要努力办得有声有色。学生们在软件、硬件、网络等主题方面都有过积极探索,其中很有新意和趣味的一个活动是2017年度举办的黑客马拉松,虽然并没有形成规模,但学生们的勇气与创意可嘉。

A-Level计算机科学选课学生参与高校科研院所项目研究

借助北京市基础教育阶段创新人才培养项目——“翱翔计划”[10][11]的契机,教研组每年都会推荐对本学科有浓厚兴趣、学有余力且大学申请专业与计算机科学或信息技术直接相关的学生,去高校科研院所联合培养,开展STEAM课题研究。也有的学生只是在校内接受课余指导,为期一年到二年。近三年研究项目举例如表3所示。

综上所述,我校A-Level计算机科学课程的教学特点有三:其一是我们贯通高一到高三的教学体系,使得各年级教学间形成分层设计,帮助学生在知识增长、技能培养以及综合素养的提升等方面稳步发展。其二是紧密结合教学大纲,由于教学时间有限,学生除了学习本身,还面临校内考试与国际统考,因而每个活动的设计都不会脱离教学根本,只是在形式上有所变通,都是为了教学的更好开展以及学生学有所得的良性发展。其三是对于科学技术类课程教学,不断地融入艺术元素,无论是美术、舞蹈还是设计思想,让充满逻辑思考的学科赋予形象思维的血液,进而激发学生的全脑发展。

基金项目:本文是全国教育科学“十三五”规划项目2017年度课题立项教育部重点课题“视觉引导式教学促进高中生思维发展的实践研究(课题编号:DHA170396)”的研究成果

参考文献

http://www.cambridgeinternational.org/.

https://www.collegeboard.org/.

https://www.ibo.org/.

http://www.cambridgeinternational.org/programmes-and-qualifications/cambridge-international-as-and-a-level-computer-science-9608/.

龙宝新,折延东. 论高效课堂的建构[J]. 教育研究,2014,35(06): 122-129.

王鉴,王明娣. 高效课堂的建构及其策略[J]. 教育研究,2015,36(03): 112-118.

王珏. 杜威的教育思想与深度学习[J]. 软件导刊,2005(09): 6-8.

https://www.ibo.org/globalassets/digital-tookit/flyers-and-artworks/approaches-to-teaching-learning-dp-en.pdf.

赵慧臣,陆晓婷. 开展STEAM教育,提高学生创新能力——訪美国STEAM教育知名学者格雷特·亚克门教授[J].开放教育研究,2016,22(05): 4-10.

罗洁. 让高中生“在科学家身边成长”——北京市探索高中阶段创新人才培养的“翱翔计划”[J]. 创新人才教育,2013(01): 8-10.

罗洁. 高中阶段创新人才培养模式的探索——北京市“翱翔计划”的思考与实践[J]. 教育研究,2013,34(07): 54-60.

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